机动车用质子交换膜燃料电池的研究.pdf

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1、第46卷第1期小型内燃机与车辆技术Vol.46No.12017年2月SMALLINTERNALCOMBUSTIONENGINEANDVEHICLETECHNIQUEFeb.2017机动车用质子交换膜燃料电池的研究胡瑞常钰张瑞（天津大学内燃机研究所天津300072）摘要：20世纪以来，人类的工业活动导致全球变暖，大气污染给自身赖以生存的自然环境造成极大危害。为了遏制污染，保护环境，各国政府都把解决环境污染作为国策，积极寻求新能源和研发新技术。在众多新能源中，质子交换膜燃料电池作为新兴技术，有显著优点。关键词：新能源燃料电池质子交换膜主要特性中图分类号：T

2、M911.4文献标识码：A文章编号：2095-8234（2017）01-0093-04ResearchonProtonExchangeMembraneFuelCellforMotorVehiclesHuRui,ChangYu,ZhangRuiTianjinInternationalCombustionEngineResearchInstitute,TianjinUniversity(Tianjin,300072,China)Abstract：Sincethe1900`s,theindustrialactivityofthehumancausesglob

3、alwarmingandatmosphericpollution,whichmakesgreatdamagetothelivingenvironment.Inordertorestrictthepollutionandprotecttheenvironment,theGovernmentsallovertheworldmakesolvingtheproblemofpollutionasthestatepolicies,andlookfornewenergy,anddevelopnewtechnology.Amongallofthenewenergy,a

4、sthenewtechnology,theprotonexchangemembranefuelcellhassignificantadvantages.Thispaperwillintroducethecorelativeresearch.Keywords：Newenergy,Fuelcell,Protonexchangemembrane,Maincharacteristic机械振动，能量转化率高，体积小、质量轻，储能密度引言高，体积和质量比功率高等优点，还具有负荷响应燃料电池是一种将储存在燃料与氧化剂中的化快，运行质量高，工作温度低，制造和维护方便等

5、特学能直接转变成电能的化学单元。燃料电池与普通点。质子交换膜燃料电池发展至今，与其他燃料电池意义上的热机有着本质上的区别。内燃机的能量转相比，是目前应用前景最好的一种。化过程是化学能→热能→机械能，其中关键利用之1质子交换膜燃料电池结构特点处为化学燃烧反应放热，导致气体膨胀做功，从而来驱动机械部件运动。但是这种燃料电池的能量转化质子交换膜燃料电池由阴极、阳极以及中间的[1]过程为化学能→电能→机械能，这使得燃料电池在质子交换膜构成，如图1所示，电极上附着有扩散能源问题日益紧张的今天，受到前所未有的关注，成层和催化层，用来传递和催化反应物质—氧气和氢为可

6、搭载于机动车等交通运输工具的新型动力源的气。经过质子交换膜的催化和传递，氧气和氢气分别重要选择之一。在阴阳两极完成氧化还原反应。此时，再通过外电路在众多燃料电池当中，质子交换膜燃料电池的将两极相连，电子就会通过回路从阳极流向阴极，从[1-2]氮氧化物、硫氧化物等有害气体及噪声排放都较低。而产生电流。二氧化碳因能量转换效率高而大幅度降低，而且无作者简介：胡瑞（1987-），男，助理工程师，主要研究方向为摩托车检测技术。94小型内燃机与车辆技术第46卷2.2压力特性提高氢氧气体的工作压力无论是从热力学还是阳极阴极从电化学动力学角度都能有效提高电池性能。在一

7、定的条件下，选取较高的压力有利于提高质子交换水+热膜燃料电池单位面积功率。但是，当压力增加后，电堆密度难度、额外的压缩功耗以及管路系统的管理燃料氢气难度都会增加。目前，质子交换膜燃料电池的工作压空气力一般都在几个大气压之内。目前在汽车应用的热电联供系统中，一般采用常压氢空系统来降低配套附属设备的难度。催化剂2.3CO影响质子交换膜目前实际应用的大中型质子交换膜燃料电池电图1质子交换膜燃料电池结构示意图堆所采用的氢气多是以天然气、甲醇等碳氢化合物重整制氢方式得到的。重整气大多含有一定比例的CO，而CO极易吸附在Pt的活性位置，且不易脱附，2质子交换膜燃料

8、电池的主要特性引起催化剂中毒，从而导致质子交换膜燃料电池性介绍能大幅度下降。目前，已经研究过的